DBFC用Au基阳极催化材料及反应机理研究

直接硼氢化物燃料电池是一种极具发展潜力的新型能源,其阳极材料对直接硼氢化物燃料电池性能起关键作用,在目前已研究的贵金属阳极催化剂中,Au对BH4-有较好的直接氧化催化作用,可有效抑制BH4-的水解析氢,被认为是一种高法拉第效率的电催化材料,因而受到许多研究者的关注。对近年来报道的DBFC用Au基阳极催化材料以及BH4-在Au阳极材料上的电氧化反应机理进行分析,并对该类材料的进一步发展提出展望。     

催化剂载体对DBFC性能的影响

直接硼氢燃料电池(DBFC),是一种新型的高比能便携式电源,其电池电势(1.64 V)及理论比能量(9 300 Wh/kgNaBH4)均高于直接甲醇燃料电池.为了实现BH4-的8电子完全氧化,分别以Ketjen炭黑、Vxc-72R炭黑为载体,采用溶胶-凝胶法制备了纳米级的Au/C催化剂,并采用分层装配的方法组装了单电池,考察了催化剂载体及载体处理对电池性能的影响.结果表明,溶胶-凝胶法是制备纳米级高分散Au/C催化剂的有效方法,Ketjen炭黑载体明显优于Vxc-72 R炭黑,载体经酸处理后可大大提高电池的性能.     

核壳结构Ni@Au/C用作DBFC阳极催化剂

采用连续两步化学还原法制备了Ni-Au摩尔比为1∶1的碳载核壳结构(Ni@Au/C)纳米粒子。通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对其结构进行表征,以循环伏安(CV)、计时电位(CP)、计时电流(CA)和电池测试技术对BH4-电化学氧化活性进行测试。结果表明,所制备的核壳结构纳米粒子直径在10nm左右,其电化学活性面积为815.7cm2/mg,约是实心纳米Au/C催化剂的5倍,且对BH4-电氧化反应显示出更好的催化活性。以Ni@Au/C为阳极催化剂,Pt网(1cm×1cm)为阴极组装的单电池在20℃时最大功率密度达到74mW/cm2。     

硼氢化钠燃料电池负极催化剂的研究进展

直接硼氢化钠燃料电池(DBFC)的核心在于NaBH4的氧化是否能发生8e一的氧化反应.从而达到最高的电子利用率.但负极电催化荆不同.BH4-电氧化释放出的电子数也不同,因此负极催化剂的组成和结构对该氧化反应有十分重要的影响.在介绍DBFC工作原理的基础上,着重概述了近几年来国内外在D日FC负极催化剂方面所取得的研究进展...     

直接硼氢化钠燃料电池的研究进展

综述了直接硼氢化钠燃料电池(DBFC)的催化剂、电解液、隔膜以及工作条件的研究进展,并对硼氢根(BH4-)水解和NaBH4"穿透"等进行了论述.     

钴酞菁为阴极催化剂的直接硼氢化物燃料电池

直接硼氢化物燃料电池(DBFC)因其高的理论电压和阳极电氧化速率而引起广泛的关注。在本研究中,建立了以碳载钴酞菁(CoPc/C)为阴极催化剂、AB5型储氢合金为阳极催化剂的DBFC体系,测试表明,CoPc/C阴极在BH4-碱性溶液中不仅表现出优越的氧还原催化活性,而且对BH4-没有催化活性,因此,在此体系中的DBFC可以不使用任何离子交换膜。实验中测得的最大功率密度为65mW/cm2,并具有良好的稳定性。     

燃煤烟气中NO的络合氧化脱除研究

采用三乙烯四胺合钴溶液作吸收剂,在填料塔内对模拟烟气进行了湿法脱硝的络合氧化脱除试验,表明该法可以实现 NO 的络合氧化脱除.与Fe(Ⅱ)-EDTA溶液相比,三乙烯四胺合钴溶液脱除 NO 具有持续时间长、脱除效率高的优点;三乙烯四胺合钴溶液的浓度对 NO 的脱除影响显著,吸收液的浓度越高,NO 的脱除率越高;气相中的氧有利于 NO 的脱除,气相中氧含量为5.7%时,NO 的脱除率保持在80%以上.     

碱性BH4-在铜阳极上的电化学行为

用线性极化方法研究了铜对BH4-氧化的电化学行为。室温下,在2.0 mol/L NaBH4 2.0 mol/L NaOH的阳极电解液中,由铜阳极、铂阴极和NRE-212膜组成的直接硼氢化物燃料电池(DBFC)的最大电流密度和最大功率密度分别为235mA/cm2和46.14 mW/cm2;用恒流法以20 mA/cm2进行寿命测试,电压在0.6 V左右稳定达50 h。扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)测试的结果表明:实验中阳极表面形貌不断变化,但始终为铜单质。     

外加离子对Pd/C催化剂催化性能的影响

炭载Pd(Pd/C)催化剂不仅对甲酸氧化具有电催化性能,而且还可以催化甲酸分解。甲酸分解会导致直接甲酸燃料电池(DFAFC)中燃料的浪费。试验发现,在电解液中加入Cr3+、Zn2+、F-、Cl-、Br-、PO43-以及磷钼酸(PMA)可以抑制Pd/C催化剂对甲酸分解的催化作用,Cd2+、Fe3+可以促进Pd/C催化剂对甲酸分解的催化作用,而K+、Ni2+、Cu2+、Pd2+、BO33-、NO3-以及磷钨酸(PTA)对Pd/C催化剂催化甲酸分解的影响不大。磷钨酸(PTA)和Pd2+可以提高Pd/C催化剂对甲酸氧化的电催化性能,又不会促进Pd/C催化剂催化甲酸分解,因此可以加入到DFAFC的阳极电解液中。     

硼氢化钠在聚合物电解质膜燃料电池中的应用

间接硼氢化钠燃料电池(B-PEMFC)的氢源具有储氢效率高、长期存储稳定、制氢速率可控、水解产物环境友好及副产物偏硼酸钠(NaBO2)可回收利用等优点,但存在硼氢化钠(NaBH4)价格高、水解催化剂寿命短、NaBO2结晶析出和水热管理等问题;直接硼氢化钠燃料电池(DBFC)具有能量密度和开路电压较高、阳极催化剂价格低以及结构简单的优点,但存在BH4-在阳极水解和渗透的问题。     

硼氢化物直接氧化的二元催化剂研究进展

直接硼氢燃料电池(DBFC)是一种以NaBH4/KBH4碱性溶液为阳极燃料的新型燃料电池。催化剂的种类严重影响着硼氢化物的直接氧化。综述了近年来直接硼氢燃料电池(DBFC)阳极用Ni-Pt、Ni-Pd、Ag-Ni、Au-Co、Au-Pt等二元催化剂的研究现状。     

碱性硼氢化钠溶液析氢催化剂的研究

为了使碱性硼氢化钠溶液催化水解析氢,比较了用硝酸镍和硝酸钴与碱性硼氢化钠溶液反应制取的催化剂的催化效果,发现用硝酸钴制取的催化剂催化效果较好,通过XRF测定其主要成分为钴。并从聚四氟乙烯含量、硼氢化钠浓度、温度等方面研究了此催化剂的催化性能,发现使用此催化剂析氢速率和氢气产率均较高,有着良好的催化效果。     

直接硼氢燃料电池

直接硼氢燃料电池(DBFC),是一种新型的高比能便携式电源。它越过了制氢步骤,直接以硼氢化钠碱溶液作为电池的负极燃料,其电池电势(1.64V)及理论比能量(9300Wh/kgNaBH4)均高于直接甲醇燃料电池。介绍了DBFC的基本工作原理,并结合其研究进展情况对DBFC中的关键性技术进行了探讨。     

硼氢化钠合成与制备方法的发展现状

综述了硼氢化钠合成方法发展现状,主要方法包括Schlesinger法、Bayer法、直接还原法、机械-化学还原结合法、微波法、辐射法等,重点介绍了电化学还原偏硼酸钠制备硼氢化钠的原理和进展。     

电解偏硼酸钠制备硼氢化钠的研究进展

介绍了电解偏硼酸钠制备硼氢化钠的"间接电催化氢化反应"和"直接电化学还原"两种不同反应机理;并概述了国内外关于电极材料、电解液组成、电解隔膜、添加剂等因素对电解偏硼酸钠制备硼氢化钠的影响的研究进展.